Question

如图1所示，恒温条件下，某容器分隔成A、B两部分，A容积固定不变，B有可移动活塞，在相同温度下发生可逆反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．根据要求填写空白：

（1）如果A中充入2mol SO₂和1mol O₂，在B中充入2mol SO₂和1mol O₂，则SO₂转化率谁大

 

（填A或B，下同），先达到平衡的是

 

，达平衡后，测得A中气体的总物质的量2.1mol，则n（SO₃）=

 

mol
（2）如果A中充入2mol SO₂和1mol O₂，在B中充入2mol SO₃和1mol N₂
①固定活塞位置在3处不动，达到平衡时，A中压强

 

B中压强（填大于；等于；小于）
②若要使A与B中的反应物与生成物对应物质的量之比相同，活塞的位置应在

 

处；
③若活塞右移到5处，达平衡后，A中SO₃的物质的量

 

B中SO₃的物质的量（填大于；等于；小于）
④B中活塞固定在4.5处，要使A和B中平衡状态与②相同，需再向B中加入SO₂

 

mol，加入O₂

 

mol
（3）若在如图2所示的容器中分别进行如下两个可逆反应：
①X（g）+2Y（g）?2Z（g）和 ②2M（g）?N（g）+P（g），
反应室之间用无摩擦、可滑动的密封隔板隔开．反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图2所示：
则：反应①的正反应是

 

反应（填吸热或放热），达到平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为

 

，达平衡（I）时，X的转化率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）B容器中随反应的进行物质的量要减小，容器体积要缩小，相当于增大压强；
（2）根据左右两个容器压强相等，从等效平衡的角度分析；
（3）根据右室的混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，结合图示容器容积变化判断降温后反应①平衡移动的方向；根据右室的混合物总物质的量不变，在同温同压下体积比等于物质的量之比计算出反应后（I）中混合气体的物质的量，再计算出达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比；设参加反应的X的物质的量为amol，利用差量法计算a的值，再利用转化率定义计算A的转化率．

解答： 解：（1）B容器中随反应的进行物质的量要减小，容器体积要缩小，相当于增大压强，所以B中SO₂转化率大，B的速率快，达平衡所需的时间短，由反应可知2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的减少量就是氧气的量，2mol+1mol-2.1mol=0.9mol，所以生成n（SO₃）=0.9mol×2=1.8mol，故答案为：B；B；1.8；
（2）A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂与B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂与反应无关，故只占分压．活塞在3处时相同条件下达平衡时是等效的，但B中有1 mol N₂，故压强比A大．
若使A与B中平衡状态相同且达平衡时活塞在4.5处，则B中必须相当于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故应再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5处，则B中压强减小平衡向生成SO₂的方向移动，故n（SO₃）减小，3个体积充入2mol SO₂和1mol O₂，4.5个体积应充3mol SO₂和1.5mol O₂，所以再充入二氧化硫和氧气的物质的量分别为：1；0.5，故答案为：①小于；  ②3；③大于； ④1；0.5； 
（3）右室的混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动，降低温度平衡向放热反应移动，故该反应正反应为放热反应；平衡时，右边物质的量不变，由图可以看出达平衡（Ⅰ）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为：

2

2.2

=

10

11

；达平衡（Ⅰ）时，右边气体的物质的量不变，仍为2mol，左右气体压强相等，设平衡时左边气体的物质的量为xmol，
则有：

2

x

=

2.2

2.8

，x=

2×2.8

2.2

=

28

11

mol，即物质的量减少了3-

28

11

=

5

11

mol，所以达平衡（Ⅰ）时，X的转化率为

5

11

；故答案为：放热；

10

11

； 

5

11

．

点评：本题考查化学平衡移动的计算和判断，本题难度较大，做题注意从右边反应体系中的物质的量不变考虑，注意等效平衡的理解和应用．